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公道的爐體結構十分重要，重型鋼殼爐只是其中1種。假如1次烘爐約需3天時間，則1年當中約1個月不能出產(chǎn)，影響極大。例如，海內(nèi)有1個離心球墨鑄鐵管出產(chǎn)廠家，就是采用了10 t中頻感應爐與高爐雙聯(lián)工藝，對鐵液進行升溫順調(diào)整成分，將貯存的高爐鐵液從1300℃升溫到1520℃，大約需要27 min。一旦熔煉爐預備澆注，其換流器的功率立刻降低到保溫水平；此時另1臺爐子則倒空，然后重新裝冷料，進步換流器的功率，開始新的熔煉。

中頻感應爐的發(fā)展

工頻感應爐向大容量發(fā)展已基本休止，中頻感應爐的發(fā)展則令人矚目。

2.2出產(chǎn)靈活性

中頻感應爐在出產(chǎn)鋪排上有較大的彈性，熔化操縱有較大的靈活性。采用這種電源可同時向1臺爐子輸送熔化功率，向另1臺爐子輸送保溫功率，使電源利用率達到100%。作為感應爐使用的變頻器額定功率不斷進步，近來，9 000 kW變頻器已投產(chǎn)，把它聯(lián)接在容量為12 t的管式電爐子上，熔化鐵液的出產(chǎn)率可達18 t/h；將中頻感應爐功率密度每噸熔化能力進步到1 000 kW，能使熔化期縮短到35 min。另外，工頻感應爐功率因數(shù)低，需配置大量補償電容器，也增加了占地面積和設備投資。在這方面中頻感應爐所具有的出產(chǎn)靈活性，彌補了工頻感應爐及其它熔煉用爐的不足。另外，這種感應線圈的附近籠蓋了50%的磁軛，有效地改變了磁場的分布。對于工頻感應爐，要求不中斷地連續(xù)工作，由于中斷會增加冷啟動，冷啟動不但增加熔化時間和能源消耗，且每1次都還必需使用啟動塊。這種電源向2臺爐子同時送電，完全避免了切換開關或另加1套電源，不必在熔煉中將電源切換到保溫爐子上以保持必要的澆注溫度，從而使中頻爐實現(xiàn)了熔化和保溫2種功能。

熔化處理系統(tǒng)能夠?qū)﹄娫春蜖t體進行全面自診斷，假如非正常狀態(tài)啟動了系統(tǒng)報警，該處理系統(tǒng)可以提供題目所在，并可將這些故障信息存儲起來，也可與打印機相連進行打印留存。低能耗、高強度的不銹鋼冷卻環(huán)，大大進步了爐子效率。一般安裝在軌道上可做橫向和縱向移動或繞樞軸滾動的振動給料系統(tǒng)最為合適。該爐頻率100～200 Hz，功率為2 500 kW。為了解決這個題目，研制成功了1種雙電源系統(tǒng)。

重型鋼殼爐不僅有堅固的鋼殼，而且設計了專門用于感應熔煉的厚壁管結構線圈，并通過準確選擇感應線圈的匝間間隔使得線圈的轉(zhuǎn)換效率最高、電阻最小。

2.3爐體結構

跟著中頻感應爐功率密度的不斷進步，也就對爐子的安全運行、進步爐襯壽命和降低噪音等要求越來越高，爐體結構的公道性也就越來越為人們所正視，其中重型鋼殼爐具有耐久性強、效率高、出產(chǎn)率高且噪音小、易于維修等很多長處。同時隔離緩沖墊也降低了噪音和振動，增加了磁軛的效率。

中頻感應爐的新發(fā)展，應引起我國感應爐設計和制造廠家的正視與關注，努力加大自我研制開發(fā)的力度，適當輔以引進消化、進步立異，盡快把我國感應爐熔煉技術和設備進步到一個新水平。為了有效地隔熱保溫并進步爐襯壽命，重型鋼殼爐還在頂部和底部門別設置了冷卻環(huán)，起到了平均爐襯溫度，降低熱膨脹作用。感應爐的熔化率是隨爐子的容量變化而變化，一般中頻感應爐熔化鑄鐵的熔化率為0.4～35 t/h。與工頻感應爐比擬，其電耗可從700 kW.h/t降低到515～580 kW.h/t。不管采用如上所說的哪種措施，都要增加相應的設備與舉措措施，也就增加了占地與投資。如有必要，可將總有效功率接到1臺爐子上

另1臺爐子停用；或?qū)⒖傆行Чβ示鶆蚍峙涞?臺爐子上，使其同時熔煉。首鋼鍛造廠早在80年代初，就在海內(nèi)首先采用了工頻感應爐與高爐或沖天爐雙聯(lián)工藝，試制成功連續(xù)鍛造鑄態(tài)球墨鑄鐵管，并在以后的出產(chǎn)提供著高溫優(yōu)質(zhì)鐵液，一直延用至今為了解決這個非常費時而又繁重的功課，泛起了1種爐子后傾出渣方法，即通過爐體頂部后邊的開槽將爐渣倒入運輸車里，這種方法既快捷又利便。在電橋的作用下，實現(xiàn)箱式電爐子熔化過程的自動裝料；熔煉完畢鐵液達到澆注溫度，處理系統(tǒng)能夠自動轉(zhuǎn)換保溫過程，可以用最小的能量達到預想的過熱度；通過附加程序，在最利于保護爐襯的情況下，自動控制爐子冷啟動和爐襯耐火材料的燒結過程。

中頻感應爐工作1個爐役后，必需進行拆除和修爐。

重型鋼殼爐與框架爐不同，它是設置有多個較大檢查口的高強度環(huán)型鋼殼，爐子運行時，檢查口是封閉的，檢驗時則每個檢查口均可打開。目前，大型中頻感應爐已裝備了比較完整的計算機輔助監(jiān)督和控制系統(tǒng)，其主要內(nèi)容包括：

(1)當爐子坩堝中鐵液達到預編程溫度時，保證自動降低爐子功率；

(2)爐子固定在測重儀上，測重儀為計算機提供爐子里金屬爐料的質(zhì)量數(shù)據(jù)；

(3)監(jiān)測、計算和控制鐵液溫度；

(4)為新爐襯提供自動燒結程序；

(5)確定達到要求的鐵液成分所需要的碳、硅及其他添加元素的數(shù)目；

(6)包括1臺自動冷啟動裝置在內(nèi)的其他有用的必要的功能。它對爐料的適應性也較強，爐料的品種和塊度可在較寬的范圍內(nèi)變動。首鋼鍛造廠在建設離心球墨鑄鐵管車間時，就是在原有1變2爐基礎上增加1臺工頻感應爐及相應的電源設備；海內(nèi)另1個離心球墨鑄鐵管出產(chǎn)廠家則在原有1變2爐基礎上，擬增加1套烘爐電源設備。

中頻感應爐則電效率和熱效率高、熔煉時間短、省電、占地面積較少、投資較低，易于實現(xiàn)過程自動化和具有出產(chǎn)靈活性。當1臺爐子處于維修狀態(tài)時，電源可與這臺爐子隔離，而只給另1臺爐子供電，也增加了安全性。

2.1靜力變頻器

中頻感應爐的發(fā)展得益于靜力變頻器的使用，這種變頻器和磁力變頻器比較，其效率高達95%～98%。中頻感應爐雙供電電源與控制系統(tǒng)的應用，不但同時保證了熔煉和保溫，也同時實現(xiàn)了烘爐不停產(chǎn)。工作時，在爐子裝料系統(tǒng)和稱重系統(tǒng)的共同作用下，自動計算熔化到澆注溫度所需的功率，控制熔化期爐子熔化過程所需能量的吸收。近年來，中頻感應爐的發(fā)展及其所呈現(xiàn)的優(yōu)勝性，給鑄鐵出產(chǎn)注入了新的活力。為了縮短更換耐火材料爐襯的停爐時間，必需考慮機械化，振動筑爐和爐襯推出機也就成了大型感應爐的主要配件。

應該提到的是，配有雙供電電源與控制系統(tǒng)的中頻感應爐，即使在1臺爐子烘爐時，也能保證另1臺爐子正常出產(chǎn)，從而實現(xiàn)鐵液的及時連續(xù)供給，這也是工頻感應爐無法相比的。假如澆注周期較長，利用率只有50%左右，這表明要想達到所需要的出產(chǎn)率，電源設備的額定功率需是利用率為90%的1.8倍。采用撇渣器或人工除渣，效果均差且時間較長，勞動前提惡劣。

高效中頻感應爐的熔化處理系統(tǒng)是由熔化處理機監(jiān)控整個熔化過程所需的功能及操縱程序的，這個處理系統(tǒng)是由1個帶有彩色監(jiān)控器的微處理機組成的。例如，鋼鐵冶金企業(yè)中的行業(yè)性機修廠，主要承擔鋼鐵企業(yè)所需的備品、備件及大宗消耗件的出產(chǎn)，并承擔一些非尺度設備的制造，又多是單件小批量出產(chǎn)，品種較多，材質(zhì)要求常常變換。不少廠家都在致力改進爐體結構，以適應中頻感應爐的應用與發(fā)展。目前，無芯工頻感應爐容量已達110 t，有芯工頻感應爐容量則高達270 t。為了實現(xiàn)能夠連續(xù)出產(chǎn)的目的，1是增加工頻感應爐數(shù)目，2是增加1套烘爐電源設備。

中頻感應爐適合熔煉鑄鐵，特別適合熔煉合金鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵。

熔煉技術是鑄鐵出產(chǎn)的樞紐環(huán)節(jié)之一，其設備一般采用沖天爐較多。

2.5雙供電電源與控制系統(tǒng)

中頻感應爐的1個獨特發(fā)展是用1套供電系統(tǒng)向2臺爐子供電，實現(xiàn)了無出產(chǎn)距離功課的工作軌制。25～30℃/min速率過熱熔化爐料的爐子，在滿功率狀態(tài)幾分鐘無人看守，很可能造成災害性事故。爐子后傾角度一般為20°～25°。爐襯推出機可以在耐火材料爐襯完全冷卻之前將其推出，進一步縮短了修爐時間，改善了勞動環(huán)境。對于大功率中頻感應爐，熔化期非常短、過熱率非常大，只有采用計算機控制系統(tǒng)才能施展設備潛力，才能對工廠和操縱職員提供最有效的保護。該爐出產(chǎn)率高、節(jié)能省電且有較大出產(chǎn)靈活性，對于諸如鋼鐵冶金企業(yè)等行業(yè)機修廠及其他單件小批量出產(chǎn)極為有利；它自動化程度高且配有雙供電電源與控制系統(tǒng)，同時具有熔煉和保溫的功能，對于諸如鑄鐵管出產(chǎn)的連續(xù)功課也很合用，其應用遠景必定看好。

1個時期以來，感應熔煉爐得到迅速發(fā)展，在電力充足的情況下，日漸取代沖天爐。可見中頻感應爐的熔化率遠遠超過了工頻感應爐，這就為在選擇鑄鐵出產(chǎn)熔煉設備時可以以小代大，使用較小容量的中頻感應爐代替較大容量的工頻感應爐創(chuàng)造前提，中頻爐取代工頻爐既減少了用地，又降低了投資，也保證了鐵液的連續(xù)供給，對于連續(xù)功課、出產(chǎn)能力較大的鑄鐵出產(chǎn)均十分有利。而中頻感應爐在中斷短時間使用時，則可不使用啟動塊就進行冷啟動，更換爐料十分利便，鐵液又可完全倒空，能實現(xiàn)在短時間內(nèi)的材質(zhì)更換，有利于出產(chǎn)組織鋪排。有關資料表明，在考慮爐渣的熔化和過熱所需能量損失的情況下，中頻感應爐冷啟動時，單位電耗約582 kW.t/h，熱爐操縱時，單位電耗為505～545 kW.h/t，假如連續(xù)加料操縱，則單位電耗僅為494 kW.h/t。實踐證實，1臺感應爐的總有效功率通常在整個熔化期不能被充分利用，在測定鐵液溫度、取樣、除渣、出鐵、尤其是在澆注的情況下，都要降低功率或堵截電源。該系統(tǒng)使用2個相同的換流器和電容器組，每臺爐用1組，但都用共同的整流器和變壓器來供電，每個換流器均可單獨控制，能夠?qū)⒖傆行Чβ室匀我獗壤峙涞?臺爐子里。將中頻感應爐用于連續(xù)鍛造或離心鍛造球墨鑄鐵管出產(chǎn)的鐵液熔煉，用它取代沖天爐，或與高爐、沖天爐進行雙聯(lián)，其出產(chǎn)能力將可得到充分施展。首鋼鍛造廠1變2爐實踐證實，2臺10 t工頻感應爐使用1套電源供電，在1臺爐子烘爐時，另1臺爐子也不能出產(chǎn)。例如，美國應達公司DUAL-TRAK雙供電電源及控制系統(tǒng)，就是可同時向2臺爐子供電，且輸送給2臺爐子的功率是無級分配的。

中頻感應爐比工頻感應爐具有更多長處，它適合熔煉各種鑄鐵，特別適合熔煉合金鑄鐵和球墨鑄鐵，近年來在鑄鐵出產(chǎn)中已愈得到廣泛的應用。應該指出，固然中頻感應爐長處較多，發(fā)展較快，但工頻感應爐則在鐵液貯存、保溫、調(diào)整合金成分和過熱升溫等方面，仍不失為1種良好的設備，尤其是作為高爐、沖天爐等熔煉爐的雙聯(lián)用爐仍舊得到廣泛應用,中頻感應爐電效率和熱效率高，不但進步了熔化率、縮短了熔化時間，其單位電耗也相應降低。

安裝自動化機械裝料系統(tǒng)也是施展大功率中頻感應爐全部潛力所不可缺少的。但工頻感應爐熔化冷料速度慢、不利于造渣、冷爐啟動需啟動塊、出產(chǎn)不夠靈活、故一般常用于金屬和合金的重熔與升溫。重型鋼殼爐還采用感應線圈延伸并超過電爐襯底部的加長線圈設計，從而使得從爐體頂部到底部之爐料負載與磁場的耦合非常平均，也減少了因磁場產(chǎn)生的攪拌力對底部爐襯的影響。 1方面，厚壁感應線圈載流截面大、壁厚平均、不易發(fā)生因電弧和膨脹引起的破壞，另1方面，線圈采用特殊的支撐系統(tǒng)，每1匝都被緊緊鎖緊，剛性好，減少了因為電磁力引起的振動，大大延長了爐襯的使用壽命。

十二種感應熔煉爐

工頻感應爐能使金屬熔化和升溫，且加熱平均燒損少，便于調(diào)節(jié)鐵液的成分、污染小。這種系統(tǒng)除對1臺爐子保溫提供充足的電力外，其余功率都可用于第2臺爐子進行鐵液熔煉。

2.6自動化程度

中頻感應爐采用計算機控制系統(tǒng)，自動化程度較高。結子的鋼殼還能夠有效地保護感應線圈避免飛濺金屬的危險，使爐子在運行過程中具有最大的安全性。重型鋼殼爐內(nèi)部結構結子，可以避免傾斜出鐵澆注可能引起的變形，延長了爐襯壽命，而且因為封鎖的堅固爐殼及其內(nèi)部可增加吸音隔離材料，使得工作噪音大大降低。世界上最知名最大的離心球墨鑄鐵管出產(chǎn)廠家，法國的木松橋公司就采用工頻感應爐與高爐雙聯(lián)工藝，而日本久保田公司則采用工頻感應爐與沖天爐雙聯(lián)工藝。

2.4除渣與修爐

中頻感應爐出產(chǎn)率高，熔化期可縮短到35 min左右，為了最大限度利用爐子的功率，必需盡可能快地除渣。例如，使用2 t容量的爐子，可得到2～2.38 t/h的熔化率，使用12 t的爐子則可達到18～21 t/h的熔化率；而采用工頻感應爐熔化冷料的熔化率，1.5 t爐為0.75 t/h、3 t爐為1.5 t/h、5 t爐為2.5 t/h，10 t爐只有4 t/h。這為單件小批量出產(chǎn)帶來有利前提。